JP5415502B2 - Cryogenic refrigerator - Google Patents

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Description

本発明は、圧縮装置から供給される高圧の冷媒ガスを用いて、サイモン膨張を発生させて極低温の寒冷を発生する極低温冷凍機に関する。   The present invention relates to a cryogenic refrigerator that generates a cryogenic cold by generating Simon expansion using a high-pressure refrigerant gas supplied from a compressor.

例えば特許文献１には、ＧＭ冷凍機のピストンとシリンダとの間の隙間のガスに膨張仕事をさせるＧＭ冷凍機が、記載されている。この冷凍機は、オリフィスとして機能する軸方向に延びる直線溝を備えている。   For example, Patent Document 1 describes a GM refrigerator that causes expansion work to be performed on a gas in a gap between a piston and a cylinder of a GM refrigerator. This refrigerator includes a linear groove extending in the axial direction that functions as an orifice.

中国特許出願公開第１０１９００４４７Ａ号明細書Chinese Patent Application No. 101900447A

ところが、特許文献１構成では、二段式のディスプレーサが往復運動するにあたり、上述した直線溝の高温側部分が一段側の膨張空間に対して進入と退出を繰り返すこととなるため、オリフィスとしての流路抵抗が変化する。そのため、冷凍の効率を高めることができないという問題があった。   However, in the configuration of Patent Document 1, when the two-stage displacer reciprocates, the high-temperature side portion of the above-described linear groove repeatedly enters and exits the first-stage expansion space. Road resistance changes. Therefore, there has been a problem that the efficiency of refrigeration cannot be increased.

本発明は、上記問題に鑑み、より効果的に冷凍の効率を高めることができる極低温冷凍機を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the cryogenic refrigerator which can raise the efficiency of freezing more effectively in view of the said problem.

上記の問題を解決するため、本発明による極低温冷凍機は、
第一ディスプレーサと、前記第一ディスプレーサとの間に第一膨張空間を形成する第一シリンダと、前記第一ディスプレーサに連結される第二ディスプレーサと、前記第二ディスプレーサとの間に第二膨張空間を形成する第二シリンダと、前記第二ディスプレーサの外周面に形成されて前記第二膨張空間から螺旋状に延びる螺旋溝と、を含み、
前記第二シリンダは、前記螺旋溝の前記第一ディスプレーサ側に連通される第一絞り部と、前記第一絞り部の前記第一ディスプレーサ側に連通される容積部とを含み、
前記容積部は、前記第一膨張空間よりも常に前記第二膨張空間側にあるよう構成したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the cryogenic refrigerator according to the present invention is:
A first displacer, a first cylinder forming a first expansion space between the first displacer, a second displacer that is connected to the first displacer, a second expansion space between the second displacer I viewed including a second cylinder for forming an a helical groove extending spirally from the second displacer outer circumference is formed on surface the second expansion space, a,
The second cylinder may include a first throttle portion that is communicated with the first displacer side of the spiral groove, and a volume which communicates with the first displacer side of the first throttle portion,
The volume portion is configured to be always on the second expansion space side with respect to the first expansion space .

ここで、前記極低温冷凍機において、
前記容積部は前記外周面よりも径方向の内側にある又は前記外周面に面する円環状空間であることとしてもよい。 Here, in the cryogenic refrigerator,
The volume portion may be an annular space that is located radially inside the outer peripheral surface or faces the outer peripheral surface.

また、前記極低温冷凍機において、
前記螺旋溝の前記第一ディスプレーサ側を前記第二ディスプレーサ内の蓄冷室に連通する第二絞り部を含むこととしてもよい。 In the cryogenic refrigerator,
It is good also as including the 2nd aperture | diaphragm | squeeze part which connects the said 1st displacer side of the said spiral groove to the cool storage room in a said 2nd displacer.

本発明の極低温冷凍機によれば、前記第二ディスプレーサの外周側のサイドクリアランスをパルスチューブ型冷凍機のパルスチューブに見立てた上で、適切な位相調整を行った上で損失を低減し、冷凍の効率を高めることができる。 According to the cryogenic refrigerator of the present invention, after considering the side clearance on the outer peripheral side of the second displacer as a pulse tube of a pulse tube type refrigerator , the loss is reduced after performing an appropriate phase adjustment, Refrigeration efficiency can be increased.

本発明に係る実施例１の極低温冷凍機１の全体構成の一実施形態について示す模式図である。It is a schematic diagram shown about one Embodiment of the whole structure of the cryogenic refrigerator 1 of Example 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例１の極低温冷凍機１の主要部分の一実施形態について示す模式図である。It is a schematic diagram shown about one Embodiment of the principal part of the cryogenic refrigerator 1 of Example 1 which concerns on this invention. 実施例１の極低温冷凍機１のサイドクリアランスをパルスチューブ型冷凍機のパルスチューブと見立てた場合のフロー図である。It is a flowchart at the time of considering the side clearance of the cryogenic refrigerator 1 of Example 1 as the pulse tube of a pulse tube type refrigerator. 本発明に係る実施例２の極低温冷凍機１の一実施形態について示す模式図である。It is a schematic diagram shown about one Embodiment of the cryogenic refrigerator 1 of Example 2 which concerns on this invention. 実施例２の極低温冷凍機１のサイドクリアランスをパルスチューブ型冷凍機のパルスチューブと見立てた場合のフロー図である。It is a flowchart at the time of considering the side clearance of the cryogenic refrigerator 1 of Example 2 as the pulse tube of a pulse tube type refrigerator.

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

本実施例１の極低温冷凍機１は例えばギフォードマクマホン（ＧＭ）タイプのものとして構成可能であり、図１に示すように、第一ディスプレーサ２と、第一ディスプレーサ２との間に第一膨張空間３を形成する第一シリンダ４と、第一ディスプレーサ２に連結される第二ディスプレーサ５と、第二ディスプレーサ５との間に第二膨張空間６を形成する第二シリンダ７とを含む。   The cryogenic refrigerator 1 of the first embodiment can be configured as a Gifford McMahon (GM) type, for example, and the first expansion between the first displacer 2 and the first displacer 2 is shown in FIG. A first cylinder 4 that forms a space 3, a second displacer 5 that is connected to the first displacer 2, and a second cylinder 7 that forms a second expansion space 6 between the second displacer 5 are included.

さらに、極低温冷凍機１は、第二ディスプレーサ５の外周面に形成されて第二膨張空間６から螺旋状に延びる螺旋溝８と、螺旋溝８の第一ディスプレーサ２側に連通される第一絞り部９と、第一絞り部９の第一膨張空間３側に連通される容積部１０と、を含む。容積部１０は第一膨張空間３よりも常に第二膨張空間６側に位置するものとしている。   Furthermore, the cryogenic refrigerator 1 is formed on the outer peripheral surface of the second displacer 5 and extends in a spiral shape from the second expansion space 6, and a first groove communicated with the spiral groove 8 on the first displacer 2 side. The throttle part 9 and the volume part 10 connected to the 1st expansion space 3 side of the 1st throttle part 9 are included. The volume portion 10 is always located on the second expansion space 6 side with respect to the first expansion space 3.

第一ディスプレーサ２と第二ディスプレーサ５とはともに円筒状の外周面を有しており、第一ディスプレーサ２の内部には、第一蓄冷器１１が配置され、第二ディスプレーサ５の内部には第二蓄冷器１２が配置される。第一ディスプレーサ２の高温端側よりの部分と第一シリンダ４との間にはシール１３が設けられており、第一シリンダ４の上端には圧縮機１４、サプライバルブ１５、リターンバルブ１６からなる吸排気系統を相互に接続する配管のうち第一シリンダ４に接続される給排共通配管が接続されている。 A first displacer 2 and the second displacer 5 and both have a cylindrical outer peripheral surface of the inside of the first displacer 2, the first regenerator 11 is disposed in the inside of the second displacer 5 second Two regenerators 12 are arranged. A seal 13 is provided between a portion from the high temperature end side of the first displacer 2 and the first cylinder 4, and a compressor 14, a supply valve 15, and a return valve 16 are provided at the upper end of the first cylinder 4. A supply / discharge common pipe connected to the first cylinder 4 among the pipes connecting the intake / exhaust systems to each other is connected.

第一ディスプレーサ２の上端は図示しない軸部材が結合されて、この軸部材は第一シリンダ４の上端から突出されており、図示しないクランク機構を介して図示しない駆動用モータに連結されている。軸部材、クランク機構、駆動用モータは第一ディスプレーサ２と第二ディスプレーサ５を軸方向に往復運動させる駆動機構を構成する。   A shaft member (not shown) is coupled to the upper end of the first displacer 2, and this shaft member projects from the upper end of the first cylinder 4 and is connected to a drive motor (not shown) via a crank mechanism (not shown). The shaft member, the crank mechanism, and the drive motor constitute a drive mechanism that reciprocates the first displacer 2 and the second displacer 5 in the axial direction.

第一ディスプレーサ２は下部が開口した有底円筒形状の第一シリンダ４内に収納され、第二ディスプレーサ５は上部が開口した有底円筒形状の第二シリンダ７内に収納されており、第一シリンダ４と第二シリンダ７とは一体的に構成されている。   The first displacer 2 is housed in a bottomed cylindrical first cylinder 4 having an open bottom, and the second displacer 5 is housed in a bottomed cylindrical second cylinder 7 having an open top. The cylinder 4 and the second cylinder 7 are integrally formed.

第一シリンダ４、第二シリンダ７は高い強度と、低い熱伝導率、十分なヘリウム遮断能を有する、例えばステンレス鋼により構成される。第一ディスプレーサ２は、軽い比重と十分な耐摩耗性、比較的高い強度、低い熱伝導率を有する例えば布入りフェノール等により構成される。第二ディスプレーサ５は、例えば外周面に耐摩耗性の高いフッ素樹脂などの皮膜を施した金属製の筒で構成される。第一蓄冷器１１は例えば金網等の第一蓄冷材により構成され、第二蓄冷器１２は、例えば鉛球等の第二蓄冷材をフェルト及び金網により軸方向に挟持することにより構成されている。   The first cylinder 4 and the second cylinder 7 are made of, for example, stainless steel having high strength, low thermal conductivity, and sufficient helium blocking ability. The first displacer 2 is made of, for example, cloth-containing phenol having a light specific gravity, sufficient wear resistance, relatively high strength, and low thermal conductivity. The second displacer 5 is composed of a metal cylinder having a coating made of, for example, a highly wear-resistant fluororesin on the outer peripheral surface. The first regenerator 11 is configured by a first regenerator material such as a wire mesh, for example, and the second regenerator 12 is configured by sandwiching a second regenerator material such as a lead ball in the axial direction by a felt and a metal mesh, for example.

第二ディスプレーサ５の外周面には、図２に示されるように、第二シリンダ７の低温側に形成される第二膨張空間６に連通する始端を有するとともに螺旋状に第一膨張空間３側に延びる螺旋溝８が形成されており、螺旋溝８は第二ディスプレーサ５の軸方向の中央よりも高温側に位置する部分にて終了する終端を有している。 As shown in FIG. 2, the outer surface of the second displacer 5 has a start end communicating with the second expansion space 6 formed on the low temperature side of the second cylinder 7 and is spirally arranged on the first expansion space 3 side. The spiral groove 8 has a terminal end that ends at a portion located on the higher temperature side than the center of the second displacer 5 in the axial direction.

この螺旋溝８の終端から第二ディスプレーサ５の外周面において軸方向に延びる溝状の第一絞り部９が形成され、第一絞り部９の終端は、第二ディスプレーサ５の外周面に形成された容積部１０に連通されている。図１に示したように、第一ディスプレーサ２と第二ディスプレーサ５の上死点において、容積部１０は第一シリンダ４の底面よりも下側に位置するものとしている。   A groove-shaped first restricting portion 9 extending in the axial direction is formed on the outer peripheral surface of the second displacer 5 from the end of the spiral groove 8, and the end of the first restricting portion 9 is formed on the outer peripheral surface of the second displacer 5. The volume part 10 is in communication. As shown in FIG. 1, the volume portion 10 is positioned below the bottom surface of the first cylinder 4 at the top dead center of the first displacer 2 and the second displacer 5.

なお、第一膨張空間３よりも常に第二膨張空間６側に容積部１０が位置するとは、容積部１０全体が、第一膨張空間３が最大となる第一ディスプレーサ２が上死点に位置する場合に第一膨張空間３に露出する外周面の露出部分よりも第二膨張空間６側に位置することを指す。また、図２において、第二ディスプレーサ５の外周面の容積部１０よりも高温側に位置する部分は、第一シリンダ４の内周面に対して径方向の隙間を小さくするクリアランスシール部を構成している。   Note that the volume portion 10 is always located closer to the second expansion space 6 than the first expansion space 3 means that the entire volume portion 10 is located at the top dead center of the first displacer 2 where the first expansion space 3 is maximized. When it does, it points to the 2nd expansion space 6 side rather than the exposed part of the outer peripheral surface exposed to the 1st expansion space 3. In FIG. 2, the portion of the outer peripheral surface of the second displacer 5 located on the higher temperature side than the volume portion 10 constitutes a clearance seal portion that reduces the radial gap with respect to the inner peripheral surface of the first cylinder 4. doing.

容積部１０は第二ディスプレーサ５の外周面においてクリアランスシール部よりも径方向に掘り下げられた形態を有しており、周方向に延びる円環状溝部つまり円環状空間を形成している。この容積部１０と第二シリンダ７の内周面とにより画成する円環状空間の容積は、螺旋溝８の総容積の少なくとも半分以上の容積を有して構成されている。   The volume portion 10 has a form that is dug down in the radial direction from the clearance seal portion on the outer peripheral surface of the second displacer 5, and forms an annular groove portion, that is, an annular space, extending in the circumferential direction. The volume of the annular space defined by the volume portion 10 and the inner peripheral surface of the second cylinder 7 is configured to have a volume that is at least half the total volume of the spiral groove 8.

圧縮機１４を動作させてサプライバルブ１５を開とすると、サプライバルブ１５を介して高圧のヘリウムガスが上述した給排共通配管から第一シリンダ４内に供給され、第一ディスプレーサ２内の上端と第一蓄冷器１１を連通する連通路と第一蓄冷器１１、第一蓄冷器１１と第一膨張空間３とを連通する連通路を介して、第一膨張空間３に供給される。   When the compressor 14 is operated to open the supply valve 15, high-pressure helium gas is supplied into the first cylinder 4 through the supply valve 15 through the supply valve 15, and the upper end of the first displacer 2 is The first regenerator 11 is supplied to the first expansion space 3 via the communication passage communicating with the first regenerator 11 and the first regenerator 11, and the communication passage connecting the first regenerator 11 and the first expansion space 3.

第一膨張空間３に供給された高圧のヘリウムガスは更に、第一膨張空間３と第二蓄冷器１２とを連通する連通路を介して第二蓄冷器１２に供給され、さらに、第二蓄冷器１２と第二膨張空間６とを連通する連通路を介して第二膨張空間６に供給される。なお、第二膨張空間６に供給された高圧のヘリウムガスのうち一部分は、低温側から螺旋溝８内に供給される。   The high-pressure helium gas supplied to the first expansion space 3 is further supplied to the second regenerator 12 through a communication path that connects the first expansion space 3 and the second regenerator 12, and further the second regenerator It is supplied to the second expansion space 6 through a communication passage that communicates the vessel 12 and the second expansion space 6. A part of the high-pressure helium gas supplied to the second expansion space 6 is supplied into the spiral groove 8 from the low temperature side.

図３は、螺旋溝８をパルスチューブ型冷凍機のパルス管に見立てた場合の冷媒ガスフロー図である。第一絞り部９は、バッファとして機能する容積部１０とパルス管として機能する螺旋溝８の高温側とを連通する連通路に配置されたオリフィスに対応する。螺旋溝８内の冷媒ガスは、軸方向の略中間に位置する部分が仮想的なガスピストン８Ｐを構成する。 FIG. 3 is a refrigerant gas flow diagram when the spiral groove 8 is regarded as a pulse tube of a pulse tube refrigerator. The first throttle portion 9 corresponds to an orifice disposed in a communication path that connects the volume portion 10 that functions as a buffer and the high temperature side of the spiral groove 8 that functions as a pulse tube. The refrigerant gas in the spiral groove 8 constitutes a virtual gas piston 8P in a portion located substantially in the middle in the axial direction.

ここで、ガスピストン８Ｐは、必ず往復運動中螺旋溝８内に収まり、ガスピストン８Ｐの高温側に高温側空間８Ｈが存在し、低温側に低温側空間８Ｌが存在するようにガスピストン８Ｐの軸方向の長さと位相が調整される。ガスピストン８Ｐの軸方向の長さと位相は、位相調整機構として機能する容積部１０（バッファ）の容積と、第一絞り部９（オリフィス）の断面積により調整される。   Here, the gas piston 8P always fits in the spiral groove 8 during the reciprocating motion, and the gas piston 8P has a high temperature side space 8H on the high temperature side of the gas piston 8P and a low temperature side space 8L on the low temperature side. The axial length and phase are adjusted. The axial length and phase of the gas piston 8P are adjusted by the volume of the volume 10 (buffer) functioning as a phase adjustment mechanism and the cross-sectional area of the first throttle 9 (orifice).

次に、冷凍機の動作を説明する。冷媒ガス供給工程のある時点においては、第一ディスプレーサ２および第二ディスプレーサ５はそれぞれ第一シリンダ４および第二シリンダ７の下死点に位置する。それと同時、またはわずかにずれたタイミングでサプライバルブ１５を開とすると、サプライバルブ１５を介して高圧のヘリウムガスが給排共通配管から第一シリンダ４内に供給され、第一ディスプレーサ２の上部から第一ディスプレーサ２の内部（第一蓄冷器１１）に流入する。第一蓄冷器１１に流入した高圧のヘリウムガスは、第一蓄冷材により冷却されながら第一ディスプレーサ２の下部に位置する連通路を介して、第一膨張空間３に供給される。   Next, the operation of the refrigerator will be described. At a certain point in the refrigerant gas supply process, the first displacer 2 and the second displacer 5 are located at the bottom dead center of the first cylinder 4 and the second cylinder 7, respectively. At the same time or when the supply valve 15 is opened at a slightly shifted timing, high-pressure helium gas is supplied into the first cylinder 4 from the supply / discharge common pipe via the supply valve 15, and from the upper portion of the first displacer 2. It flows into the inside of the first displacer 2 (first regenerator 11). The high-pressure helium gas that has flowed into the first regenerator 11 is supplied to the first expansion space 3 via a communication path positioned below the first displacer 2 while being cooled by the first regenerator material.

第一膨張空間３に供給された高圧のヘリウムガスは更に図示しない連通路を介して第二ディスプレーサ５内部の第二蓄冷器１２に供給される。ここで、第二ディスプレーサ５は高温側端部にクリアランスシール部を備えるため、ヘリウムガスが第一膨張空間３から容積部１０に流入することは抑制される。   The high-pressure helium gas supplied to the first expansion space 3 is further supplied to the second regenerator 12 inside the second displacer 5 through a communication path (not shown). Here, since the second displacer 5 includes the clearance seal portion at the high temperature side end portion, the helium gas is prevented from flowing into the volume portion 10 from the first expansion space 3.

また、この時点では、螺旋溝８内のヘリウムガスの圧力は、圧縮機１４の低圧側の圧力と略同等であるのに対して、容積部１０内のヘリウムガスは、圧縮機１４の高圧と低圧の中間圧力程度である。そのため、容積部１０内のヘリウムガスが、第一絞り部９を介して、螺旋溝８の高温側に流入する。   At this time, the pressure of the helium gas in the spiral groove 8 is substantially equal to the pressure on the low pressure side of the compressor 14, whereas the helium gas in the volume portion 10 has a high pressure of the compressor 14. It is about a low intermediate pressure. Therefore, the helium gas in the volume part 10 flows into the high temperature side of the spiral groove 8 through the first throttle part 9.

第二蓄冷器１２に流入した高圧のヘリウムガスは、第二蓄冷材によりさらに冷却されながら、連通路を介して第二膨張空間６に供給される。第二膨張空間６に供給された高圧のヘリウムガスのうち一部分は、螺旋溝８内に低温側から流入する。このガスは、図３における低温側空間８Ｌ内に存在するヘリウムガスに対応する。   The high-pressure helium gas that has flowed into the second regenerator 12 is supplied to the second expansion space 6 via the communication path while being further cooled by the second regenerator material. A part of the high-pressure helium gas supplied to the second expansion space 6 flows into the spiral groove 8 from the low temperature side. This gas corresponds to the helium gas existing in the low temperature side space 8L in FIG.

ここで、上述のとおり、第一絞り部９の断面積は、螺旋溝８の断面積と比べて小さいため、容積部１０から高温側空間８Ｈに流入するヘリウムガスが螺旋溝８に流入する際の流入抵抗は、低温側空間８Ｌに流入するヘリウムガスが螺旋溝８に流入する際の流入抵抗に比べて大きい。そのため、高温側空間８Ｈに流入するヘリウムガスのガス量は、低温側空間８Ｌに流入するヘリウムガスのガス量よりも小さくなり、高温側空間８Ｈのヘリウムガスが第二膨張空間６に抜けることは防止される。一方、高温側空間８Ｈのヘリウムガスの一部は、ガスピストン８Ｐに押されて容積部１０に流入することは許容される。   Here, as described above, since the cross-sectional area of the first throttle portion 9 is smaller than the cross-sectional area of the spiral groove 8, helium gas flowing from the volume portion 10 into the high temperature side space 8 </ b> H flows into the spiral groove 8. Is larger than the inflow resistance when the helium gas flowing into the low temperature side space 8L flows into the spiral groove 8. Therefore, the gas amount of helium gas flowing into the high temperature side space 8H is smaller than the gas amount of helium gas flowing into the low temperature side space 8L, and the helium gas in the high temperature side space 8H does not escape to the second expansion space 6. Is prevented. On the other hand, part of the helium gas in the high temperature side space 8H is allowed to flow into the volume portion 10 by being pushed by the gas piston 8P.

このようにして、第一膨張空間３、第二膨張空間６、螺旋溝８は、高圧のヘリウムガスで満たされ、サプライバルブ１５は閉とされる。この時、第一ディスプレーサ２および第二ディスプレーサ５は、第一シリンダ４及び第二シリンダ７内の上死点に位置する。それと同時、またはわずかにずれたタイミングでリターンバルブ１６を開とすると、第一膨張空間３、第二膨張空間６、螺旋溝８の冷媒ガスは減圧され、膨張する。膨張により低温になった第一膨張空間３のヘリウムガスは図示しない第一冷却ステージの熱を吸収し、第二膨張空間６のヘリウムガスは図示しない第二冷却ステージの熱を吸収する。   In this way, the first expansion space 3, the second expansion space 6, and the spiral groove 8 are filled with high-pressure helium gas, and the supply valve 15 is closed. At this time, the first displacer 2 and the second displacer 5 are located at the top dead center in the first cylinder 4 and the second cylinder 7. When the return valve 16 is opened at the same time or slightly shifted timing, the refrigerant gas in the first expansion space 3, the second expansion space 6, and the spiral groove 8 is decompressed and expanded. The helium gas in the first expansion space 3 that has become low temperature due to expansion absorbs heat from a first cooling stage (not shown), and the helium gas in the second expansion space 6 absorbs heat from a second cooling stage (not shown).

第一ディスプレーサ２及び第二ディスプレーサ５は下死点に向けて移動し、第一膨張空間３、第二膨張空間６の容積は減少する。第二膨張空間６のヘリウムガスは、上述した連通路、第二蓄冷器１２を介して第一膨張空間３内に回収される。ここで、螺旋溝８内の低温側空間８Ｌのヘリウムガスも、第二膨張空間６を介して回収される。   The first displacer 2 and the second displacer 5 move toward the bottom dead center, and the volumes of the first expansion space 3 and the second expansion space 6 decrease. The helium gas in the second expansion space 6 is recovered in the first expansion space 3 via the communication path and the second regenerator 12 described above. Here, the helium gas in the low temperature side space 8 </ b> L in the spiral groove 8 is also recovered through the second expansion space 6.

第一膨張空間３内のヘリウムガスは、第一蓄冷器１１を介して圧縮機１４の吸入側に戻される。その際、第一蓄冷材、第二蓄冷材は、冷媒ガスにより冷却される。この工程を１サイクルとし、冷凍機はこの冷却サイクルを繰り返すことで、第一冷却ステージ、第二冷却ステージを冷却する。   The helium gas in the first expansion space 3 is returned to the suction side of the compressor 14 via the first regenerator 11. At that time, the first regenerator material and the second regenerator material are cooled by the refrigerant gas. This process is defined as one cycle, and the refrigerator cools the first cooling stage and the second cooling stage by repeating this cooling cycle.

上述した本実施例１の極低温冷凍機１によれば、以下のような有利な作用効果を得ることができる。第二ディスプレーサ５と第二シリンダ７とのサイドクリアランスを構成する螺旋溝８内に仮想的なガスピストン８Ｐを構成して、このガスピストン８Ｐをサイドクリアランスの低温側と高温側との間のヘリウムガスの通流を防止するシールとして機能させることができる。   According to the cryogenic refrigerator 1 of the first embodiment described above, the following advantageous effects can be obtained. An imaginary gas piston 8P is formed in a spiral groove 8 constituting a side clearance between the second displacer 5 and the second cylinder 7, and this gas piston 8P is helium between the low temperature side and the high temperature side of the side clearance. It can function as a seal that prevents gas flow.

つまり、仮想的なガスピストン８Ｐにより、第二ディスプレーサ５の外周面と第二シリンダ７の内周面との間のサイドクリアランスを介してヘリウムガスが相互に移動することを防止して、リーク損失が発生することを防止して冷凍の効率を高めることができる。   That is, the virtual gas piston 8P prevents the helium gas from moving to each other via the side clearance between the outer peripheral surface of the second displacer 5 and the inner peripheral surface of the second cylinder 7, and leak loss. Can be prevented and the efficiency of refrigeration can be increased.

加えて、この仮想的なガスピストン８Ｐによりサイドクリアランスをパルスチューブ型冷凍機のパルスチューブと見立て、ガスピストン８Ｐよりも低温側の螺旋溝８内の低温側空間８Ｌを第三の膨張空間として利用することができるので、これによっても冷凍効率を高めることができる。 In addition, with this virtual gas piston 8P, the side clearance is regarded as a pulse tube of a pulse tube type refrigerator, and the low temperature side space 8L in the spiral groove 8 on the low temperature side than the gas piston 8P is used as the third expansion space. This also increases the refrigeration efficiency.

また、ガスピストン８Ｐの軸方向の長さと位相を調整する位相調整機構を構成するオリフィスを、第二ディスプレーサ５の外周面に軸方向に延在する溝状の第一絞り部９により構成し、バッファを容積部１０により構成している。そのため、より確実に位相調整を行うことができる。さらに、この容積部１０を上述した第一ディスプレーサ２と第二ディスプレーサ５の往復運動に係わらずに常に第一膨張空間３内に入らない構成としている。そのため、容積部１０内のヘリウムガスの圧力を安定させることができ、容積部１０内をバッファ容積として機能させることができる。また、第一絞り部９も容積部１０と同様に、第一ディスプレーサ２と第二ディスプレーサ５の往復運動に係わらずに常に第一膨張空間３内に入らない構成としている。そのため、オリフィスとして機能する第一絞り部９の流量係数を往復運動の全領域にわたって一定として、位相調整機能を安定させることができる。   Further, the orifice constituting the phase adjusting mechanism for adjusting the axial length and phase of the gas piston 8P is constituted by the groove-shaped first restricting portion 9 extending in the axial direction on the outer peripheral surface of the second displacer 5, The buffer is constituted by the volume part 10. Therefore, phase adjustment can be performed more reliably. Further, the volume portion 10 is configured not to always enter the first expansion space 3 regardless of the reciprocating motion of the first displacer 2 and the second displacer 5 described above. Therefore, the pressure of the helium gas in the volume part 10 can be stabilized, and the volume part 10 can function as a buffer volume. Further, like the volume portion 10, the first throttle portion 9 is configured not to always enter the first expansion space 3 regardless of the reciprocating motion of the first displacer 2 and the second displacer 5. Therefore, the phase adjustment function can be stabilized by keeping the flow coefficient of the first restrictor 9 functioning as an orifice constant over the entire region of the reciprocating motion.

このように本実施例１においては位相調整機能を安定させることができることから、ガスピストン８Ｐの長さと位相を安定させて、上述したシール機能も安定させ、リーク損失をより確実に防止するとともに、第三の膨張空間もより確実に確保して冷凍効率を高めることができる。   As described above, in the first embodiment, since the phase adjustment function can be stabilized, the length and phase of the gas piston 8P are stabilized, the above-described sealing function is also stabilized, and leakage loss is more reliably prevented. The third expansion space can be secured more reliably and the refrigeration efficiency can be increased.

上述した本実施例１の極低温冷凍機１では、第一絞り部９は第二ディスプレーサ５の外周面上の軸方向に延びる溝状としているが、これに第一絞り部９の始端から第二ディスプレーサ５の径方向に延びて第二蓄冷器１２に連通する孔部を第二絞り部１７として付加することもできる。なお、第二蓄冷器１２の第二絞り部１７と連通する部分の上下には、図示しない仕切り部材を設けて、蓄冷材の無い空間を設けることが好ましい。また、第二絞り部１７の径は、第二蓄冷材の粒径よりも小さくすることが好ましい。以下それについての実施例２について述べる。   In the cryogenic refrigerator 1 according to the first embodiment described above, the first throttle portion 9 has a groove shape extending in the axial direction on the outer peripheral surface of the second displacer 5. A hole that extends in the radial direction of the second displacer 5 and communicates with the second regenerator 12 may be added as the second throttle portion 17. In addition, it is preferable to provide the partition member which is not shown in figure above and below the part connected with the 2nd aperture | diaphragm | squeeze part 17 of the 2nd cool storage device 12, and to provide the space without a cool storage material. Moreover, it is preferable to make the diameter of the 2nd narrowing part 17 smaller than the particle size of a 2nd cool storage material. The second embodiment will be described below.

本実施例２においては、上述した実施例１に加えて、図４に示すように、第一絞り部９の高温側端部から第二ディスプレーサ５の径方向内側に延びて第二蓄冷器１２に連通する第二絞り部１７を付加している。この場合のフロー図は図５に示すとおりとなる。   In the second embodiment, in addition to the first embodiment described above, as shown in FIG. 4, the second regenerator 12 extends from the high temperature side end portion of the first throttle portion 9 inward in the radial direction of the second displacer 5. The 2nd aperture | diaphragm | squeeze part 17 connected to is added. The flowchart in this case is as shown in FIG.

第一絞り部９は、バッファとして機能する容積部１０とパルス管として機能する螺旋溝８の高温側とを連通する連通路に配置されたオリフィスに対応する。さらに、第二絞り部１７は、第二蓄冷器１２と螺旋溝８（パルス管）の高温側とを連通する連通路に配置されたダブルインレットオリフィスに対応する。つまり、螺旋溝８、第二蓄冷器１２はバッファ容積を備えたダブルインレット式パルスチューブ冷凍機とみなすことができる。   The first throttle portion 9 corresponds to an orifice disposed in a communication path that connects the volume portion 10 that functions as a buffer and the high temperature side of the spiral groove 8 that functions as a pulse tube. Further, the second throttle portion 17 corresponds to a double inlet orifice disposed in a communication path that connects the second regenerator 12 and the high temperature side of the spiral groove 8 (pulse tube). That is, the spiral groove 8 and the second regenerator 12 can be regarded as a double inlet type pulse tube refrigerator having a buffer volume.

螺旋溝８内の冷媒ガスは、実施例１と同様に軸方向の略中間に位置する部分が仮想的なガスピストン８Ｐを構成する。ガスピストン８Ｐは、必ず往復運動中螺旋溝８内に収まり、ガスピストン８Ｐの高温側に高温側空間８Ｈが存在し、低温側に低温側空間８Ｌが存在するようにガスピストン８Ｐの軸方向の長さと位相が調整される。ガスピストン８Ｐの軸方向の長さと位相は、位相調整機構として機能する容積部１０（バッファ）の容積と、第一絞り部９の断面積（オリフィス）、第二絞り部１７の断面積により調整される。   As in the first embodiment, the refrigerant gas in the spiral groove 8 constitutes a virtual gas piston 8P in a portion located substantially in the middle in the axial direction. The gas piston 8P always fits in the spiral groove 8 during the reciprocating motion, and the axial direction of the gas piston 8P is such that the high temperature side space 8H exists on the high temperature side of the gas piston 8P and the low temperature side space 8L exists on the low temperature side. Length and phase are adjusted. The axial length and phase of the gas piston 8P are adjusted by the volume of the volume portion 10 (buffer) functioning as a phase adjustment mechanism, the cross-sectional area (orifice) of the first throttle portion 9, and the cross-sectional area of the second throttle portion 17. Is done.

次に、冷凍機の動作を説明する。冷媒ガス供給工程のある時点においては、第一ディスプレーサ２および第二ディスプレーサ５はそれぞれ第一シリンダ４および第二シリンダ７の下死点に位置する。それと同時、またはわずかにずれたタイミングでサプライバルブ１５を開とすると、サプライバルブ１５を介して高圧のヘリウムガスが給排共通配管から第一シリンダ４内に供給され、第一ディスプレーサ２の上部から第一ディスプレーサ２の内部（第一蓄冷器１１）に流入する。第一蓄冷器１１に流入した高圧のヘリウムガスは、第一蓄冷器１１内部の第一蓄冷材により冷却されながら第一ディスプレーサ２の下部に位置する連通路を介して、第一膨張空間３に供給される。   Next, the operation of the refrigerator will be described. At a certain point in the refrigerant gas supply process, the first displacer 2 and the second displacer 5 are located at the bottom dead center of the first cylinder 4 and the second cylinder 7, respectively. At the same time or when the supply valve 15 is opened at a slightly shifted timing, high-pressure helium gas is supplied into the first cylinder 4 from the supply / discharge common pipe via the supply valve 15, and from the upper portion of the first displacer 2. It flows into the inside of the first displacer 2 (first regenerator 11). The high-pressure helium gas that has flowed into the first regenerator 11 is cooled by the first regenerator material inside the first regenerator 11 and enters the first expansion space 3 via a communication path located below the first displacer 2. Supplied.

第一膨張空間３に供給された高圧のヘリウムガスは更に図示しない連通路を介して第二蓄冷器１２に供給される。ここで、第二ディスプレーサ５はクリアランスシール部を備えるため、ヘリウムガスが第一膨張空間３から容積部１０に流入することは抑制される。   The high-pressure helium gas supplied to the first expansion space 3 is further supplied to the second regenerator 12 through a communication path (not shown). Here, since the second displacer 5 includes the clearance seal portion, the helium gas is prevented from flowing into the volume portion 10 from the first expansion space 3.

また、この時点では、螺旋溝８内のヘリウムガスの圧力は、圧縮機１４の低圧側の圧力と略同等であるのに対して、容積部１０内のヘリウムガスは、圧縮機１４の高圧と低圧の中間圧力程度である。そのため、容積部１０内のヘリウムガスが、第一絞り部９を介して、螺旋溝８の高温側に流入する。   At this time, the pressure of the helium gas in the spiral groove 8 is substantially equal to the pressure on the low pressure side of the compressor 14, whereas the helium gas in the volume portion 10 has a high pressure of the compressor 14. It is about a low intermediate pressure. Therefore, the helium gas in the volume part 10 flows into the high temperature side of the spiral groove 8 through the first throttle part 9.

第二蓄冷器１２に流入した高圧のヘリウムガスの大部分は、第二蓄冷材によりさらに冷却されながら、連通路を介して第二膨張空間６に供給される。第二膨張空間６に供給された高圧のヘリウムガスのうち一部分は、螺旋溝８内に低温側から流入する。このガスは、図５における低温側空間８Ｌ内に存在するヘリウムガスに対応する。ここで、第二蓄冷器１２に流入した高圧のヘリウムガスの一部は、第二絞り部１７から、螺旋溝８の高温端に流入する。   Most of the high-pressure helium gas that has flowed into the second regenerator 12 is supplied to the second expansion space 6 via the communication path while being further cooled by the second regenerator material. A part of the high-pressure helium gas supplied to the second expansion space 6 flows into the spiral groove 8 from the low temperature side. This gas corresponds to the helium gas existing in the low temperature side space 8L in FIG. Here, part of the high-pressure helium gas that has flowed into the second regenerator 12 flows from the second throttle portion 17 into the high-temperature end of the spiral groove 8.

ここで、上述のとおり、第一絞り部９の断面積および第二絞り部１７の断面積は、ともに螺旋溝８の断面積と比べて小さいため、容積部１０及び第二蓄冷器１２から高温側空間８Ｈに流入するヘリウムガスが螺旋溝８に流入する際の流入抵抗は、低温側空間８Ｌに流入するヘリウムガスが螺旋溝８に流入する際の流入抵抗に比べて大きい。そのため、高温側空間８Ｈに流入するヘリウムガスのガス量は、低温側空間８Ｌに流入するヘリウムガスのガス量よりも小さくなり、高温側空間８Ｈのヘリウムガスが第二膨張空間６に抜けることは防止される。一方、高温側空間８Ｈのヘリウムガスの一部は、ガスピストン８Ｐに押されて容積部１０に流入することは許容される。   Here, as described above, since the cross-sectional area of the first throttle portion 9 and the cross-sectional area of the second throttle portion 17 are both smaller than the cross-sectional area of the spiral groove 8, a high temperature is obtained from the volume portion 10 and the second regenerator 12. The inflow resistance when helium gas flowing into the side space 8H flows into the spiral groove 8 is larger than the inflow resistance when helium gas flowing into the low temperature side space 8L flows into the spiral groove 8. Therefore, the gas amount of helium gas flowing into the high temperature side space 8H is smaller than the gas amount of helium gas flowing into the low temperature side space 8L, and the helium gas in the high temperature side space 8H does not escape to the second expansion space 6. Is prevented. On the other hand, part of the helium gas in the high temperature side space 8H is allowed to flow into the volume portion 10 by being pushed by the gas piston 8P.

このようにして、第一膨張空間３、第二膨張空間６、螺旋溝８は、高圧のヘリウムガスで満たされ、サプライバルブ１５は閉とされる。この時、第一ディスプレーサ２および第二ディスプレーサ５は、第一シリンダ４及び第二シリンダ７内の上死点に位置する。それと同時、またはわずかにずれたタイミングでリターンバルブ１６を開とすると、第一膨張空間３、第二膨張空間６、螺旋溝８の冷媒ガスは減圧され、膨張する。膨張により低温になった第一膨張空間３のヘリウムガスは図示しない第一冷却ステージの熱を吸収し、第二膨張空間６のヘリウムガスは図示しない第二冷却ステージの熱を吸収する。   In this way, the first expansion space 3, the second expansion space 6, and the spiral groove 8 are filled with high-pressure helium gas, and the supply valve 15 is closed. At this time, the first displacer 2 and the second displacer 5 are located at the top dead center in the first cylinder 4 and the second cylinder 7. When the return valve 16 is opened at the same time or slightly shifted timing, the refrigerant gas in the first expansion space 3, the second expansion space 6, and the spiral groove 8 is decompressed and expanded. The helium gas in the first expansion space 3 that has become low temperature due to expansion absorbs heat from a first cooling stage (not shown), and the helium gas in the second expansion space 6 absorbs heat from a second cooling stage (not shown).

第一ディスプレーサ２及び第二ディスプレーサ５は下死点に向けて移動し、第一膨張空間３、第二膨張空間６の容積は減少する。第二膨張空間６のヘリウムガスは、第二蓄冷器１２を介して第一膨張空間３内に回収される。ここで、螺旋溝８内の低温側空間８Ｌのヘリウムガスも、第二膨張空間６を介して回収される。一方、螺旋溝８内の高温側空間８Ｈのヘリウムガスの一部は、第二絞り部１７を介して第二蓄冷器１２に流入する。   The first displacer 2 and the second displacer 5 move toward the bottom dead center, and the volumes of the first expansion space 3 and the second expansion space 6 decrease. The helium gas in the second expansion space 6 is collected in the first expansion space 3 via the second regenerator 12. Here, the helium gas in the low temperature side space 8 </ b> L in the spiral groove 8 is also recovered through the second expansion space 6. On the other hand, a part of the helium gas in the high temperature side space 8 </ b> H in the spiral groove 8 flows into the second regenerator 12 through the second throttle portion 17.

第一膨張空間３内のヘリウムガスは、第一蓄冷器１１を介して圧縮機１４の吸入側に戻される。その際、第一蓄冷材、第二蓄冷材は、冷媒ガスにより冷却される。この工程を１サイクルとし、冷凍機はこの冷却サイクルを繰り返すことで、第一冷却ステージ、第二冷却ステージを冷却する。   The helium gas in the first expansion space 3 is returned to the suction side of the compressor 14 via the first regenerator 11. At that time, the first regenerator material and the second regenerator material are cooled by the refrigerant gas. This process is defined as one cycle, and the refrigerator cools the first cooling stage and the second cooling stage by repeating this cooling cycle.

本実施例２においても、上述した実施例１と同様に、第二ディスプレーサ５の外周面と第二シリンダ７の内周面との間のサイドクリアランスを構成する螺旋溝８を、図５に示したようにパルスチューブ型冷凍機と見立てて、螺旋溝８内に仮想的なガスピストン８Ｐを構成して、流量係数が一定の第一絞り部９をオリフィスとし、さらに、流量係数が一定の第二絞り部１７を第二蓄冷器１２とパルス管である螺旋溝８とを連通する連通流路上のダブルインレットとして長さと位相をさらに適切に調整することができる。 Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the spiral groove 8 constituting the side clearance between the outer peripheral surface of the second displacer 5 and the inner peripheral surface of the second cylinder 7 is shown in FIG. As described above, a virtual gas piston 8P is formed in the spiral groove 8 as if it were a pulse tube type refrigerator, and the first throttle 9 having a constant flow coefficient is used as an orifice, and further, a first flow coefficient having a constant flow coefficient is used. The length and phase can be further appropriately adjusted by using the double throttle portion 17 as a double inlet on the communication flow path that connects the second regenerator 12 and the spiral groove 8 that is a pulse tube.

つまりガスピストン８Ｐにさらに確実なシール機能を具備させてリーク損失を防止して、冷凍効率を高めることができ、螺旋溝８内の低温側空間８Ｌを第三の膨張空間として利用して付加的な冷凍を行いこれによっても冷凍効率を高めることができる。   In other words, the gas piston 8P can be provided with a more reliable sealing function to prevent leakage loss and increase the refrigeration efficiency. The low-temperature side space 8L in the spiral groove 8 is additionally used as a third expansion space. Refrigeration efficiency can be increased by performing freezing.

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。例えば、上述した極低温冷凍機においては段数が二段である場合を示したが、この段数は三段等に適宜選択することが可能である。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions are made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. be able to. For example, in the above-described cryogenic refrigerator, the case where the number of stages is two is shown, but the number of stages can be appropriately selected to be three or the like.

また、第一絞り部９の断面積は、深さと幅の双方により調整することができ、溝形状は曲面形状、方形状など何れの形状であってもよい。また、第一絞り部９が第二ディスプレーサ５の軸方向に直線状に形成された例について説明したが、これに限られない。例えば、螺旋溝を延長線に沿うように形成してもよく、要は容積部１０と螺旋溝の高温端とを連通していれば、同様の効果を奏することができる。   Moreover, the cross-sectional area of the 1st aperture | diaphragm | squeeze part 9 can be adjusted with both depth and width, and groove | channel shape may be any shape, such as a curved surface shape and a square shape. Moreover, although the example in which the 1st aperture part 9 was linearly formed in the axial direction of the 2nd displacer 5 was demonstrated, it is not restricted to this. For example, the spiral groove may be formed along the extension line. In short, if the volume portion 10 and the high temperature end of the spiral groove are communicated, the same effect can be achieved.

また、実施の形態では、極低温冷凍機がＧＭ冷凍機である例について説明したが、これに限れない。例えば、スターリング冷凍機、ソルベイ冷凍機など、ディスプレーサを備える何れの冷凍機にも適用することができる。   Moreover, although embodiment demonstrated the example whose cryogenic refrigerator is a GM refrigerator, it is not restricted to this. For example, it can be applied to any refrigerator equipped with a displacer, such as a Stirling refrigerator or a Solvay refrigerator.

本発明は、サイドクリアランスにおけるリーク損失を低減し、かつ、サイドクリアランスを第三の膨張空間として利用して、冷凍の効率を高める極低温冷凍機に関するものである。   The present invention relates to a cryogenic refrigerator that reduces leakage loss in a side clearance and uses the side clearance as a third expansion space to increase the efficiency of refrigeration.

本発明によれば、サイドクリアランスをパルスチューブ型冷凍機のパルスチューブとして利用するにあたり仮想的なガスピストンの軸方向の長さや位相の調整をより確実に行うことができる。


According to the present invention, it is possible to adjust the virtual axial gas piston length and phase reliably Upon utilizing the side clearance as the pulse tube of the pulse tube refrigerator.


１ 極低温冷凍機
２ 第一ディスプレーサ
３ 第一膨張空間
４ 第一シリンダ
５ 第二ディスプレーサ
６ 第二膨張空間
７ 第二シリンダ
８ 螺旋溝
８Ｐ ガスピストン
８Ｈ 高温側空間
８Ｌ 低温側空間
９ 第一絞り部
１０ 容積部
１１ 第一蓄冷器
１２ 第二蓄冷器
１３ シール
１４ 圧縮機
１５ サプライバルブ
１６ リターンバルブ
１７ 第二絞り部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cryogenic refrigerator 2 1st displacer 3 1st expansion space 4 1st cylinder 5 2nd displacer 6 2nd expansion space 7 2nd cylinder 8 Spiral groove 8P Gas piston 8H High temperature side space 8L Low temperature side space 9 1st expansion part 10 Volume 11 First Regenerator 12 Second Regenerator 13 Seal 14 Compressor 15 Supply Valve 16 Return Valve 17 Second Restrictor

Claims (3)

第一ディスプレーサと、前記第一ディスプレーサとの間に第一膨張空間を形成する第一シリンダと、前記第一ディスプレーサに連結される第二ディスプレーサと、前記第二ディスプレーサとの間に第二膨張空間を形成する第二シリンダと、前記第二ディスプレーサの外周面に形成されて前記第二膨張空間から螺旋状に延びる螺旋溝と、を含み、
前記第二シリンダは、前記螺旋溝の前記第一ディスプレーサ側に連通される第一絞り部と、前記第一絞り部の前記第一ディスプレーサ側に連通される容積部とを含み、
前記容積部は、前記第一膨張空間よりも常に前記第二膨張空間側にあるよう構成したことを特徴とする極低温冷凍機。 A first displacer, a first cylinder forming a first expansion space between the first displacer, a second displacer that is connected to the first displacer, a second expansion space between the second displacer I viewed including a second cylinder for forming an a helical groove extending spirally from the second displacer outer circumference is formed on surface the second expansion space, a,
The second cylinder may include a first throttle portion that is communicated with the first displacer side of the spiral groove, and a volume which communicates with the first displacer side of the first throttle portion,
The cryogenic refrigerator characterized in that the volume portion is always on the second expansion space side with respect to the first expansion space . 前記容積部は前記外周面よりも径方向の内側にある又は前記外周面に面する円環状空間であることを特徴とする請求項１に記載の極低温冷凍機。   2. The cryogenic refrigerator according to claim 1, wherein the volume portion is an annular space that is located radially inward of the outer peripheral surface or faces the outer peripheral surface. 第一ディスプレーサと、前記第一ディスプレーサとの間に第一膨張空間を形成する第一シリンダと、前記第一ディスプレーサに連結される第二ディスプレーサと、前記第二ディスプレーサとの間に第二膨張空間を形成する第二シリンダと、前記第二ディスプレーサの外周面に形成されて前記第二膨張空間から螺旋状に延びる螺旋溝と、を含み、前記螺旋溝の前記第一ディスプレーサ側に連通される第一絞り部と、前記第一絞り部の前記第一ディスプレーサ側に連通される容積部とを、前記第二シリンダが含む極低温冷凍機であって、
前記螺旋溝の前記第一ディスプレーサ側を前記第二ディスプレーサ内の蓄冷室に連通する第二絞り部を含むことを特徴とする極低温冷凍機。 A first cylinder forming a first expansion space between the first displacer and the first displacer; a second displacer connected to the first displacer; and a second expansion space between the second displacer. A second cylinder formed on the outer peripheral surface of the second displacer and spirally extending from the second expansion space, and communicated with the first displacer side of the spiral groove. A cryogenic refrigerator including the first cylinder and a volume part communicating with the first displacer side of the first throttle part, the second cylinder,
Cryogenic refrigerator you comprising a second throttle portion communicating the first displacer side of the helical grooves in the cold storage room in the second displacer.
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